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初中二年级 (13-14岁)

初中科学 原子模型

原子非常小，至今仍无法用肉眼直接看到，所以科学家们提出能解释实验结果的原子样子，也就是原子模型，一旦新的实验对不上，就加以修改。 把原子看作不可分割的实心球的道尔顿模型，在电子被发现后变成汤姆孙模型；在用α粒子轰击金箔、看到有粒子被弹回的实验之后，又变成中心有原子核的卢瑟福模型。 现在认为，原子由质子和中子构成的极小原子核以及核外电子组成，质子数与电子数相等，所以原子呈电中性。 依次选择四个模型，可以看到原子的样子如何随实验而改变；下图中还可以数一数锂原子的质子、中子和电子数。

什么是原子

⚛️ 把物质一直分下去会怎样
①原子概念的起点，是认为物质一直分下去，最终会得到不能再分的微小颗粒。
②原子直径约为10⁻¹⁰ m，要把1亿个原子排成一排，才有大约1 cm长。
③原子核比原子小约10万倍，但原子的质量几乎全部集中在原子核上。

原子模型的演变

💡 模型为什么会改变
①道尔顿（1803年）：认为原子是不可分割的实心球。
②汤姆孙（1904年）：发现原子中能放出带负电的电子，提出电子嵌在带正电的球里的模型。
③卢瑟福（1911年）：用α粒子轰击薄金箔，大多数粒子直接穿过，极少数被大角度弹回，于是认为原子中心有一个又小又重、带正电的原子核。
④玻尔（1913年）：认为电子只在原子核外特定的轨道上运动，每条轨道的能量是确定的。

原子的结构

原子的组成
原子 = 原子核（质子 + 中子）+ 电子
质子数与电子数相等，所以整个原子呈电中性。
原子序数与质量数
原子序数 = 质子数，质量数 = 质子数 + 中子数
质子数相同的原子属于同一种元素；图中的锂原子序数为3，质量数为7。

离子是怎样形成的

阳离子
原子 − 电子 → 阳离子（＋）
钠（Na）失去最外层的1个电子，变成Na⁺。
阴离子
原子 + 电子 → 阴离子（−）
氯（Cl）得到1个电子，变成Cl⁻。
💡 离子形成的原因
①原子倾向于达到最外层电子层排满的稳定状态。
②钠、镁等金属原子最外层电子少，容易失去这些电子变成阳离子；玻尔模型图中的钠最外层也只有1个电子。
③氯、氧等非金属原子最外层快要排满，容易得到电子变成阴离子。
④失去或得到电子后，质子数不变，所以元素种类不变。

总结

原子要点
原子 = 原子核（质子 + 中子）+ 电子 · 原子序数 = 质子数
原子模型按道尔顿 → 汤姆孙 → 卢瑟福 → 玻尔的顺序，根据实验不断修正。
🎯 考试要点
①道尔顿（实心球）→ 汤姆孙（嵌有电子的球）→ 卢瑟福（原子核和电子）→ 玻尔（特定轨道）。
②原子核由质子（＋）和中子（不带电）构成，电子（−）在原子核外。
③中性原子的质子数等于电子数。
④阳离子是失去电子形成的（＋），阴离子是得到电子形成的（−）。
⑤原子序数 = 质子数，质量数 = 质子数 + 中子数。

例题与单元测验

例题 1
某原子由11个质子、11个电子和12个中子构成。这个原子的原子序数和质量数各是多少？
1
原子序数等于质子数，质量数等于质子数与中子数之和。
2
质子有11个，所以原子序数是11，质量数是11 + 12 = 23。
▸ 原子序数11，质量数23
原子序数11是钠；电子质量极小，不计入质量数。
例题 2
钠原子（Na）失去1个电子后变成什么粒子？带什么电荷？
1
原子失去电子后，质子数多于电子数，变成带正电的阳离子。
2
钠失去最外层的1个电子，变成有11个质子、10个电子的钠离子Na⁺。
▸ 阳离子Na⁺（带正电）
从玻尔模型图中的钠（2，8，1）去掉最外层的1个电子，剩下的电子层正好排满。
单元测验类型
关于原子结构和离子，说法正确的是？
①原子序数等于中子数
②原子的质子数和电子数相等，呈电中性
③原子得到电子会变成阳离子
④质量数是电子数与质子数之和
⑤原子核只由电子组成
▸ ② 原子的质子数和电子数相等，呈电中性
1
原子中带正电的质子数与带负电的电子数相等，整体呈中性，所以②正确。
2
原子序数等于质子数（①），得到电子形成阴离子（③），质量数是质子数与中子数之和（④），原子核由质子和中子构成（⑤）。
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